Ερευνητές αναπτύσσουν νανοσωματίδια που μπορούν να μεταφέρουν φάρμακα χημειοθεραπείας στον εγκέφαλο, βοηθώντας στην εξόντωση των καρκινικών κυττάρων

Μια ομάδα ερευνητών από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (MIT) δημιούργησε ένα μοντέλο ανθρώπινου ιστού για να αποδείξει τη λειτουργία των νανοσωματιδίων. Οι τύποι καρκίνου όπως το γλοιοβλάστωμα έχουν υψηλό ποσοστό θνησιμότητας και η αντιμετώπισή τους είναι δύσκολη λόγω του αιματοεγκεφαλικού φραγμού. Το φράγμα δεν επιτρέπει στα περισσότερα φάρμακα χημειοθεραπείας να διεισδύσουν μέσω των αιμοφόρων αγγείων γύρω από τον εγκέφαλο, εμποδίζοντας έτσι τις προσπάθειες για τη θεραπεία του καρκίνου.

Τώρα, η ομάδα του ερευνητές έχει αναπτύξει νανοσωματίδια που μπορούν να μεταφέρουν το φάρμακο και να εισέλθουν στους όγκους, σκοτώνοντας τα κύτταρα του γλοιοβλαστώματος.

Για να δοκιμάσουν την αποτελεσματικότητα των νανοσωματιδίων, οι ερευνητές έχουν επινοήθηκε μια μέθοδο και δημιούργησε ένα μοντέλο που αναπαράγει τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό. Το μοντέλο του εγκεφαλικού ιστού έχει περιγραφεί σε μια εργασία που δημοσιεύτηκε στο Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Ελπίζουμε ότι δοκιμάζοντας αυτά τα νανοσωματίδια σε ένα πολύ πιο ρεαλιστικό μοντέλο, μπορούμε να κόψουμε πολύ χρόνο και ενέργεια που χάνεται δοκιμάζοντας πράγματα στην κλινική που δεν λειτουργούν», δήλωσε η Joelle Straehla, ο Charles W. Κλινική ερευνήτρια Jennifer C. Johnson στο Koch Institute for Integrative Cancer Research του MIT και επικεφαλής συγγραφέας του μελέτη.

Για να αναπαραγάγουν τη σύνθετη δομή του εγκεφάλου, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν κύτταρα γλοιοβλαστώματος που προέρχονται από ασθενείς αναπτύσσοντάς τα σε μια μικρορευστοποιημένη συσκευή. Στη συνέχεια, ανθρώπινα ενδοθηλιακά κύτταρα χρησιμοποιήθηκαν για την ανάπτυξη αιμοφόρων αγγείων σε μικροσκοπικούς σωλήνες που περιβάλλουν τη σφαίρα των καρκινικών κυττάρων. Περιλάμβαναν επίσης δύο τύπους κυττάρων, δηλαδή τα περικύτταρα και τα αστροκύτταρα που σχετίζονται με τη μεταφορά μορίων μέσω του αιματοεγκεφαλικού φραγμού.

Για τη δημιουργία των νανοσωματιδίων, χρησιμοποιήθηκε μια τεχνική συναρμολόγησης στρώμα προς στρώμα σε ένα εργαστήριο. Τα σωματίδια που χρησιμοποιούνται στη μελέτη είναι επικαλυμμένα με ένα πεπτίδιο που ονομάζεται AP2, το οποίο βρέθηκε ότι είναι αποτελεσματικό στο να βοηθά τα νανοσωματίδια να διεισδύσουν στον αιματοεγκεφαλικό φραγμό.

Οι ερευνητές έχουν δοκιμάσει τα νανοσωματίδια σε μοντέλα ιστών τόσο υγιούς εγκεφαλικού ιστού όσο και ιστού γλοιοβλαστώματος. Παρατηρήθηκε ότι σωματίδια επικαλυμμένα με πεπτίδιο ΑΡ2 διέρχονταν αποτελεσματικά από τα αγγεία που περιβάλλουν τους όγκους.

Στη συνέχεια, τα σωματίδια γεμίστηκαν με ένα φάρμακο χημειοθεραπείας γνωστό ως σισπλατίνη και επικαλύφθηκαν με το πεπτίδιο στόχευσης. Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι τα επικαλυμμένα σωματίδια ήταν σε θέση να σκοτώσουν κύτταρα όγκου γλοιοβλαστώματος στο μοντέλο, ενώ αυτά που δεν ήταν επικαλυμμένα με AP2 κατέστρεψαν τα υγιή αιμοφόρα αγγεία.

«Είδαμε αυξημένο κυτταρικό θάνατο σε όγκους που υποβλήθηκαν σε θεραπεία με το επικαλυμμένο με πεπτίδιο νανοσωματίδιο σε σύγκριση με τα γυμνά νανοσωματίδια ή το ελεύθερο φάρμακο. Αυτά τα επικαλυμμένα σωματίδια έδειξαν μεγαλύτερη εξειδίκευση στη θανάτωση του όγκου, σε σύγκριση με το να σκοτώνουν τα πάντα με μη ειδικό τρόπο», δήλωσε η Cynthia Hajal, άλλη επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.